உயர் தொழில்நுட்பம் மற்றும் கனரக தொழில்களில் உயர் சக்தி லேசர்களின் பயன்பாடு

கடந்த மூன்று ஆண்டுகளில், தொற்றுநோய் காரணமாக, தொழில்துறை லேசர் தேவையின் வளர்ச்சி விகிதம் குறைந்துள்ளது. இருப்பினும், லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி நிற்கவில்லை. ஃபைபர் லேசர்கள் துறையில், 60kW மற்றும் அதற்கு மேற்பட்ட அதி-உயர் சக்தி ஃபைபர் லேசர்கள் தொடர்ச்சியாக அறிமுகப்படுத்தப்பட்டு, தொழில்துறை லேசர்களின் சக்தியை வேறொரு நிலைக்குத் தள்ளியுள்ளன.

30,000 வாட்களுக்கு மேல் அதிக சக்தி கொண்ட லேசர்களுக்கு எவ்வளவு தேவை உள்ளது?

பல-முறை தொடர்ச்சியான ஃபைபர் லேசர்களுக்கு, தொகுதிகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் சக்தியை அதிகரிப்பது ஒப்புக்கொள்ளப்பட்ட வழியாகத் தெரிகிறது. கடந்த சில ஆண்டுகளில், ஒவ்வொரு ஆண்டும் சக்தி 10,000 வாட்கள் அதிகரித்துள்ளது. இருப்பினும், அல்ட்ரா-ஹை பவர் லேசர்களுக்கான தொழில்துறை வெட்டுதல் மற்றும் வெல்டிங்கை உணர்தல் இன்னும் கடினமானது மற்றும் அதிக நிலைத்தன்மை தேவைப்படுகிறது. 2022 ஆம் ஆண்டில், லேசர் வெட்டுவதில் 30,000 வாட்களின் சக்தி பெரிய அளவில் பயன்படுத்தப்படும், மேலும் 40,000 வாட் உபகரணங்கள் தற்போது சிறிய அளவிலான பயன்பாட்டிற்கான ஆய்வு நிலையில் உள்ளன.

கிலோவாட் ஃபைபர் லேசர்களின் சகாப்தத்தில், 6kW க்கும் குறைவான சக்திகள், லிஃப்ட், கார்கள், குளியலறைகள், சமையலறைப் பொருட்கள், தளபாடங்கள் மற்றும் சேஸ் போன்ற மிகவும் பொதுவான உலோகப் பொருட்களை வெட்டுவதற்கும் வெல்டிங் செய்வதற்கும் பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் தாள் மற்றும் குழாய் பொருட்கள் இரண்டிற்கும் 10mm க்கு மிகாமல் தடிமன் இருக்கும். 10,000-வாட் லேசரின் வெட்டும் வேகம் 6,000-வாட் லேசரை விட இரண்டு மடங்கு அதிகம், மேலும் 20,000-வாட் லேசரின் வெட்டும் வேகம் 10,000-வாட் லேசரை விட 60% அதிகமாகும். இது தடிமன் வரம்பையும் உடைக்கிறது மற்றும் கார்பன் ஸ்டீலை 50mm க்கு மேல் வெட்ட முடியும், இது பொதுவான தொழில்துறை தயாரிப்புகளில் அரிதானது. எனவே 30,000 வாட்களுக்கு மேல் அதிக சக்தி லேசர்கள் எப்படி இருக்கும்?

கப்பல் கட்டும் தரத்தை மேம்படுத்த உயர் சக்தி லேசர்களின் பயன்பாடு.

இந்த ஆண்டு ஏப்ரல் மாதம், பிரெஞ்சு ஜனாதிபதி மக்ரோன் சீனாவுக்கு விஜயம் செய்தார், அவருடன் ஏர்பஸ், டாஃபீ ஷிப்பிங் மற்றும் பிரெஞ்சு மின்சார சப்ளையர் எலக்ட்ரிசிட்டி டி பிரான்ஸ் போன்ற நிறுவனங்களும் சென்றன.

பிரெஞ்சு விமான உற்பத்தியாளரான ஏர்பஸ், சீனாவுடன் 160 விமானங்களை மொத்தமாக வாங்குவதற்கான ஒப்பந்தத்தை அறிவித்துள்ளது, இதன் மொத்த மதிப்பு சுமார் $20 பில்லியன் ஆகும். அவர்கள் தியான்ஜினில் இரண்டாவது உற்பத்தி வரிசையையும் கட்டுவார்கள். சீன கப்பல் கட்டும் குழுமம், பிரெஞ்சு நிறுவனமான டாஃபீ ஷிப்பிங் குழுமத்துடன் ஒரு ஒத்துழைப்பு ஒப்பந்தத்தில் கையெழுத்திட்டது, இதில் 21 பில்லியன் யுவானுக்கு மேல் மதிப்புள்ள 16 சூப்பர் பெரிய வகை 2 கொள்கலன் கப்பல்களைக் கட்டுவதும் அடங்கும். சீனா ஜெனரல் நியூக்ளியர் பவர் குரூப் மற்றும் எலக்ட்ரிசிட் டி பிரான்ஸ் ஆகியவை நெருங்கிய ஒத்துழைப்பைக் கொண்டுள்ளன, தைஷான் அணுமின் நிலையம் ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு.

30,000 முதல் 50,000 வாட் வரையிலான உயர்-சக்தி லேசர் உபகரணங்கள் 100 மிமீ தடிமன் கொண்ட எஃகு தகடுகளை வெட்டும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. கப்பல் கட்டுதல் என்பது தடிமனான உலோகத் தகடுகளை பரவலாகப் பயன்படுத்தும் ஒரு துறையாகும், வழக்கமான வணிகக் கப்பல்கள் 25 மிமீக்கு மேல் தடிமன் கொண்ட ஹல் எஃகு தகடுகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் பெரிய சரக்குக் கப்பல்கள் 60 மிமீக்கு மேல் கூட உள்ளன. பெரிய போர்க்கப்பல்கள் மற்றும் சூப்பர் பெரிய கொள்கலன் கப்பல்கள் 100 மிமீ தடிமன் கொண்ட சிறப்பு எஃகுகளைப் பயன்படுத்தலாம். லேசர் வெல்டிங் வேகமான வேகம், குறைந்த வெப்ப சிதைவு மற்றும் மறுவேலை, அதிக வெல்ட் தரம், குறைக்கப்பட்ட நிரப்பு பொருள் நுகர்வு மற்றும் கணிசமாக மேம்பட்ட தயாரிப்பு தரத்தைக் கொண்டுள்ளது. பல்லாயிரக்கணக்கான வாட் சக்தி கொண்ட லேசர்களின் வருகையுடன், கப்பல் கட்டுதலுக்கான லேசர் வெட்டுதல் மற்றும் வெல்டிங்கில் இனி வரம்புகள் இல்லை, இது எதிர்கால மாற்றீட்டிற்கான பெரும் ஆற்றலைத் திறக்கிறது.

சொகுசு பயணக் கப்பல்கள் கப்பல் கட்டும் துறையின் உச்சமாகக் கருதப்படுகின்றன, பாரம்பரியமாக இத்தாலியின் ஃபின்காண்டியரி மற்றும் ஜெர்மனியின் மேயர் வெர்ஃப்ட் போன்ற சில கப்பல் கட்டும் தளங்களால் ஏகபோகமாக உள்ளன. கப்பல் கட்டுமானத்தின் ஆரம்ப கட்டங்களில் பொருள் செயலாக்கத்திற்கு லேசர் தொழில்நுட்பம் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சீனாவின் முதல் உள்நாட்டில் தயாரிக்கப்பட்ட பயணக் கப்பல் 2023 ஆம் ஆண்டின் இறுதிக்குள் தொடங்க திட்டமிடப்பட்டுள்ளது. சீனா வணிகர்கள் குழுமம் அவர்களின் பயணக் கப்பல் உற்பத்தித் திட்டத்திற்காக நான்டோங் ஹைடோங்கில் ஒரு லேசர் செயலாக்க மையத்தின் கட்டுமானத்தையும் முன்னேற்றியுள்ளது, இதில் உயர் சக்தி லேசர் வெட்டுதல் மற்றும் மெல்லிய தட்டு உற்பத்தி வரிசையை வெல்டிங் செய்தல் ஆகியவை அடங்கும். இந்தப் பயன்பாட்டுப் போக்கு படிப்படியாக பொதுமக்கள் வணிகக் கப்பல்களில் ஊடுருவும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. உலகில் சீனாவில் அதிக கப்பல் கட்டும் ஆர்டர்கள் உள்ளன, மேலும் தடிமனான உலோகத் தகடுகளை வெட்டுதல் மற்றும் வெல்டிங் செய்வதில் லேசர்களின் பங்கு தொடர்ந்து வளரும்.

விண்வெளியில் 10kW+ லேசர்களின் பயன்பாடு

விண்வெளி போக்குவரத்து அமைப்புகளில் முதன்மையாக ராக்கெட்டுகள் மற்றும் வணிக விமானங்கள் அடங்கும், எடை குறைப்பு ஒரு முக்கிய கருத்தாகும். இது அலுமினியம் மற்றும் டைட்டானியம் உலோகக் கலவைகளை வெட்டுவதற்கும் வெல்டிங் செய்வதற்கும் புதிய தேவைகளை விதிக்கிறது. உயர் துல்லியமான வெல்டிங் மற்றும் வெட்டும் அசெம்பிளி செயல்முறைகளை அடைவதற்கு லேசர் தொழில்நுட்பம் அவசியம். 10kW+ உயர்-சக்தி லேசர்களின் தோற்றம், வெட்டு தரம், வெட்டு திறன் மற்றும் உயர்-ஒருங்கிணைப்பு நுண்ணறிவு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் விண்வெளித் துறையில் விரிவான மேம்பாடுகளைக் கொண்டு வந்துள்ளது.

விண்வெளித் துறையின் உற்பத்தி செயல்பாட்டில், இயந்திர எரிப்பு அறைகள், இயந்திர உறைகள், விமானச் சட்டங்கள், வால் இறக்கை பேனல்கள், தேன்கூடு கட்டமைப்புகள் மற்றும் ஹெலிகாப்டர் பிரதான ரோட்டர்கள் உள்ளிட்ட பல கூறுகளை வெட்டுதல் மற்றும் வெல்டிங் செய்ய வேண்டியிருக்கும். இந்த கூறுகள் இடைமுகங்களை வெட்டுதல் மற்றும் வெல்டிங் செய்வதற்கு மிகவும் கடுமையான தேவைகளைக் கொண்டுள்ளன.

ஏர்பஸ் நீண்ட காலமாக உயர் சக்தி லேசர் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி வருகிறது. A340 விமானத்தின் உற்பத்தியில், அனைத்து அலுமினிய அலாய் உள் பல்க்ஹெட்களும் லேசர்களைப் பயன்படுத்தி பற்றவைக்கப்படுகின்றன. ஃபியூஸ்லேஜ் தோல்கள் மற்றும் ஸ்ட்ரிங்கர்களின் லேசர் வெல்டிங்கில் திருப்புமுனை முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது, இது ஏர்பஸ் A380 இல் செயல்படுத்தப்பட்டுள்ளது. சீனா உள்நாட்டில் தயாரிக்கப்பட்ட C919 பெரிய விமானத்தை வெற்றிகரமாக சோதனை செய்துள்ளது, மேலும் இந்த ஆண்டு அதை வழங்கும். C929 இன் மேம்பாடு போன்ற எதிர்கால திட்டங்களும் உள்ளன. எதிர்காலத்தில் வணிக விமானங்களின் உற்பத்தியில் லேசர்கள் ஒரு இடத்தைப் பிடிக்கும் என்பதை முன்னறிவிக்க முடியும்.

அணு மின் நிலையங்களை பாதுகாப்பாக நிர்மாணிப்பதில் லேசர் தொழில்நுட்பம் உதவும்.

அணுசக்தி என்பது சுத்தமான ஆற்றலின் ஒரு புதிய வடிவமாகும், மேலும் அணு மின் நிலையங்களை நிர்மாணிப்பதில் அமெரிக்காவும் பிரான்சும் மிகவும் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பத்தைக் கொண்டுள்ளன. பிரான்சின் மின்சார விநியோகத்தில் அணுசக்தி தோராயமாக 70% ஆகும், மேலும் சீனா அதன் அணு மின் நிலையங்களின் ஆரம்ப கட்டங்களில் பிரான்சுடன் ஒத்துழைத்தது. அணு மின் நிலையங்களின் மிக முக்கியமான அம்சம் பாதுகாப்பு, மேலும் வெட்டு அல்லது வெல்டிங் தேவைப்படும் பாதுகாப்பு செயல்பாடுகளைக் கொண்ட பல உலோக கூறுகள் உள்ளன.

சீனாவின் சுயாதீனமாக உருவாக்கப்பட்ட லேசர் நுண்ணறிவு கண்காணிப்பு MAG வெல்டிங் தொழில்நுட்பம், தியான்வான் அணுமின் நிலையத்தில் உள்ள 7 மற்றும் 8வது அலகுகளின் எஃகு லைனர் டோம் மற்றும் பீப்பாயில் பெருமளவில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. முதல் அணு-தர ஊடுருவல் ஸ்லீவ் வெல்டிங் ரோபோ தற்போது தயாரிக்கப்பட்டு வருகிறது.

லேசர் வளர்ச்சியின் போக்கைத் தொடர்ந்து, டெயு CWFL-60000 அல்ட்ராஹை பவர் ஃபைபர் லேசர் குளிரூட்டியை அறிமுகப்படுத்தினார்.

லேசர் மேம்பாட்டின் போக்கைத் தொடர்ந்து தேயு CWFL-60000 அல்ட்ராஹை பவர் ஃபைபர் லேசர் குளிரூட்டியை உருவாக்கி தயாரித்துள்ளது, இது 60kW லேசர் உபகரணங்களுக்கு நிலையான குளிர்ச்சியை வழங்குகிறது. இரட்டை சுயாதீன வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு அமைப்புடன், இது உயர் வெப்பநிலை லேசர் தலை மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை லேசர் மூலத்தை குளிர்விக்க முடியும், லேசர் உபகரணங்களுக்கு நிலையான வெளியீட்டை வழங்குகிறது மற்றும் உயர் சக்தி லேசர் வெட்டும் இயந்திரங்களின் வேகமான மற்றும் திறமையான செயல்பாட்டை திறம்பட உத்தரவாதம் செய்கிறது.

லேசர் தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றம், லேசர் செயலாக்க உபகரணங்களுக்கான பரந்த சந்தையை உருவாக்கியுள்ளது. கடுமையான சந்தைப் போட்டியில் சரியான கருவிகள் இருந்தால் மட்டுமே ஒருவர் முன்னேற முடியும். விண்வெளி, கப்பல் கட்டுதல் மற்றும் அணுசக்தி போன்ற உயர்நிலை பயன்பாடுகளில் மாற்றம் மற்றும் மேம்படுத்தல் தேவைப்படுவதால், தடிமனான தட்டு எஃகு செயலாக்கத்திற்கான தேவை அதிகரித்து வருகிறது, மேலும் உயர்-சக்தி லேசர்கள் தொழில்துறையின் விரைவான வளர்ச்சிக்கு உதவும். எதிர்காலத்தில், 30,000 வாட்களுக்கு மேல் சக்தி கொண்ட அல்ட்ரா-ஹை பவர் லேசர்கள் முக்கியமாக காற்றாலை மின்சாரம், நீர் மின்சாரம், அணுசக்தி, கப்பல் கட்டுதல், சுரங்க இயந்திரங்கள், விண்வெளி மற்றும் விமானப் போக்குவரத்து போன்ற கனரக தொழில் துறைகளில் பயன்படுத்தப்படும்.